Question

某100mL稀溶液中只含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-四种离子，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe²⁺的浓度和加入铁粉的质量的关系如图所示，若整个反应过程中溶液的体积不发生变化，则下列说法中不正确的是

A. 原溶液的c(H⁺)=4mol·L^—1

B. 若a=3，则原溶液中c(Cu²⁺)=1mol·L^—1

C. 原溶液中的c(NO₃^-)=7mol·L^-1

D. BC段发生反应的离子方程式为Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu

Answer

C

【解析】A．OA段无Fe2+生成，是加入的5.6g即0.1mol铁粉与硝酸反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，设溶液中的氢离子的物质的量为xmol，则有：
Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O
1            4
0.1mol    xmol
则有：

解得x=0.4mol      则溶液中的氢离子的物质的量浓度c==4mol/L，故A正确；B．若a=3，则说明在BC段生成的Fe2+的物质的量为n=0.1mol，而BC段发生的反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，设溶液中的Cu2+的物质的量为ymol，则有：
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
            1                 1
            ymol          0.1mol
则有： ，
则有：y=0.1mol，则溶液中的铜离子的物质的量浓度c==1mol/L，故B正确；C．C点溶液中c（Fe2+）=4mol/L，故此时溶液中的n（Fe2+）=CV=4mol/L×0.1L=0.4mol，而此时溶液中溶质为Fe（NO3）2，故C点溶液中的n（NO3-）=0.8mol，而在OA段加入0.1mol铁反应时，消耗掉的硝酸根为0.1mol，故原溶液中的n（NO3-）总=0.8mol+0.1mol=0.9mol，故浓度为c（NO3-）总==9mol/L，故C错误；D．BC段，加入的铁粉和Cu2+反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，故D正确；故选C。

点睛：明确图示反应原理是解题关键，OA段无Fe2+生成，是加入的5.6g即0.1mol铁粉与硝酸反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，根据消耗的铁的物质的量求出溶液中的氢离子的物质的量；AB段，加入的铁粉和溶液中的Fe3+反应：2Fe3++Fe=3Fe2+；BC段，加入的铁粉和Cu2+反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+．据此分析。